15:38 2024-02-07 science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu

_ O nouă abordare pentru detectarea rapidă și rentabilă a agenților patogeni

_ O nouă abordare pentru detectarea rapidă și rentabilă a agenților patogeni

Capacitatea de a detecta bolile într-un stadiu incipient sau chiar de a prezice debutul lor ar fi de un beneficiu extraordinar atât pentru medici, cât și pentru pacienți. O echipă de cercetare condusă de dr. Larysa Baraban de la Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) dezvoltă dispozitive și sisteme biosenzoare inteligente, miniaturizate, care utilizează nanomateriale pentru a determina biomolecule și celule, precum și reacții sau procese biochimice ca markeri ai bolii.

Publicația actuală a echipei în Biosensors and Bioelectronics descrie dezvoltarea unui sistem de testare portabil, de dimensiunea palmei, care poate efectua simultan până la 32 de analize ale unei probe.

Există diverse posibilități și mecanisme de detectare. agenți patogeni din fluidele corporale. O opțiune pe care Baraban o investighează la HZDR-Institute of Radiopharmaceutical Cancer Research este detectarea folosind tranzistori cu efect de câmp (FET) din domeniul electronicii.

Principiul de funcționare este simplu: un curent electric definit curge din A la B. Acest curent poate fi reglat de potențialul electric de pe suprafața unei porți, care funcționează ca o supapă precisă, continuă.

Biomoleculele relevante pentru boală se leagă de suprafața porții și, prin urmare, modifică potenţialul şi deci şi curentul. Dacă nu există o schimbare semnificativă a curentului, nicio moleculă nu s-a legat de suprafața senzorului. Pe de altă parte, o schimbare a curentului înseamnă că moleculele legate de boli pot fi detectate pe suprafața senzorului.

Acești biosenzori pot fi proiectați pentru a detecta în mod specific diferite biomolecule. Diferiți agenți patogeni provoacă potențiale electrice diferite și, prin urmare, curenți diferiți. Celulele canceroase provoacă curenți diferiți decât, de exemplu, un virus gripal.

Dezavantajul major al biosenzorilor electronici tradiționali bazați pe FET este că suprafețele de testare nu sunt reutilizabile și întregul tranzistor trebuie aruncat după fiecare prelevare. . Deoarece tranzistoarele conțin materiale semiconductoare costisitoare, acest proces este atât costisitor, cât și dăunător pentru mediu.

Din acest motiv, Baraban și Departamentul ei de Nano-Microsisteme pentru Științe Vieții au făcut un pas mai departe și au încercat să măsoare potențialul se modifică nu direct pe suprafața tranzistorului, ci pe un electrod separat care este conectat la poarta tranzistorului. „Acest lucru ne oferă posibilitatea de a folosi tranzistorul de mai multe ori. Separăm poarta și ne referim la ea ca „poartă extinsă”, adică o extensie a sistemului de testare.”

Dar asta nu este tot. . Echipa s-a gândit și mai departe și a acceptat o altă provocare. „Ne-am dori, desigur, ca acest sistem să efectueze mai multe analize în același timp”. Cercetătorii au reușit să dezvolte porți extinse cu 32 de suporturi de testare. Baraban explică: „Aceasta înseamnă că o probă poate fi testată simultan pe fiecare tampon pentru un agent patogen diferit.”

Oamenii de știință au demonstrat mai întâi principiul de funcționare folosind interleukina-6 (IL-6), o moleculă. responsabil pentru comunicarea dintre celulele imune. „Fie că este vorba de o simplă răceală sau de cancer, concentrația de IL-6 se modifică. Diferitele boli, precum și diferitele stadii ale unei boli produc imagini clinice diferite. De aceea IL-6 este foarte potrivit ca marker.”

Pentru a face metoda și mai sensibilă, echipa lui Baraban a folosit și nanostructuri. Nanoparticulele concentrează sau localizează încărcarea pentru a amplifica semnalul de tensiune.

„Sensibilitatea testelor este considerabil mai mare decât atunci când lucrăm fără nanoparticule”. Deoarece kituri de nanoparticule gata făcute pentru cercetare sunt acum disponibile pe piață, această metodă este simplu de utilizat. Oamenii de știință HZDR lucrează în prezent cu nanoparticule de aur. În viitor, ei ar dori să studieze și alte nanoparticule.

Ca urmare a cercetărilor actuale, a fost creat un sistem de testare funcțional, la îndemână, constând dintr-un tranzistor și treizeci și două de suporturi de testare, cu ajutorul cărora diferiți agenți patogeni pot fi detectați într-o perioadă foarte scurtă de timp .

În viitor, sistemul de testare descris ar putea fi utilizat, de exemplu, pentru a monitoriza progresul imunoterapiilor la pacienții cu cancer. O altă posibilitate ar fi de a prezice severitatea și evoluția unei boli virale, cum ar fi gripa sau COVID-19 chiar de la debut.

În comparație cu tehnologiile existente, noul sistem este mai rentabil și mai rapid. . Din acest motiv, Baraban și echipa ei speră acum să atragă interes din partea sectorului comercial.

(Fluierul)

Inapoi